JPH11192810A - ゴム物品補強構造およびこれを使用した空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 引張り剛性と耐久性とがともに十分なゴム物
品補強構造を提供し、これをラジアルタイヤのベルト層
補強構造等に用いることにより、軽量かつ高性能のラジ
アルタイヤの実現を可能にする。 【解決手段】 補強線条体をゴムマトリックス中に並列
に配置してなるプライの少なくとも２つを、相互に隣接
するプライの補強線条体がこれらのプライ間のゴムマト
リックスを挟んで立体的に交差するように積層してなる
ゴム物品補強構造であって、相互に隣接する２つのプラ
イにおいて、これらのプライの積層方向に隣接する補強
線条体間の距離Ｈと各プライの並列方向に隣接する補強
線条体間の距離Ｓとが、下記式（１）の関係を満足する
ゴム物品補強構造とする。 式（１） ０．７５≦（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）≦１ 式中、Ｄｈは、補強線条体の積層方向の径を表し、Ｄｓ
は、補強線条体の並列方向の径を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、補強線条体をゴム
マトリックス中に埋設してなるゴム物品補強構造、特
に、ラジアルタイヤのベルト層の補強に好適に用いられ
るプライ積層補強構造、およびこれを使用した空気入り
ラジアルタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】補強線条体をゴムマトリックス中に埋設
してなる補強構造を使用したゴム物品の代表的な例とし
て、空気入りラジアルタイヤが挙げられる。ラジアルタ
イヤのベルト層にはスチールコード等の補強線条体が埋
設されており、この補強線条体を含む補強構造はベルト
層の機械的特性を左右し、ひいてはラジアルタイヤの性
能を左右する重要な要因の一つである。

【０００３】ラジアルタイヤのベルト層は、一般に、図
１に示すようなプライ積層補強構造１を含んでいる。こ
のプライ積層補強構造１は、スチールコード等の補強線
条体２をゴムマトリックス３中に埋設したものであり、
図２および図３に示すように、ほぼ一平面に沿ってほぼ
等しい間隔で補強線条体２を並列して配置したプライ１
ａおよび１ｂを、両者の補強線条体２がプライ間のゴム
マトリックスを挟んで立体的に交差するように積層した
ものである。なお、図２および図３において、（Ａ）は
横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。図１から図３に示
したプライ積層補強構造１は、一般に交錯層と呼ばれて
おり、プライ１ａおよび１ｂの補強線条体２の軸線のタ
イヤ赤道方向Ｘ（図１から図３において一点鎖線で示す
方向）に対する傾斜角度αおよびβは、１５度から４５
度程度であり、かつαとβの方向は、タイヤ赤道方向Ｘ
に対して互いに反対側に傾斜している。

【０００４】プライ１ａおよび１ｂにおける単位幅当た
りの補強線条体２の本数、すなわち打込み本数は、プラ
イ１ａおよび１ｂにおける単位幅当たりの破断強力が所
定の値となるように設定されている。各プライ１ａおよ
び１ｂの並列方向に隣接する補強線条体間の距離（以
下、適宜「層内ゲージ」という。）Ｓは、打込み本数と
補強線条体２の並列方向の径とから決められており、打
込み本数をｎ（本／５０ｍｍ）、補強線条体２の並列方
向の径をＤｓ（ｍｍ）とすると、下記式によって決定さ
れている。 Ｓ＝（５０／ｎ）−Ｄｓ

【０００５】一方、各プライの積層方向に隣接する補強
線条体間の距離（以下、適宜「層間ゲージ」という。）
Ｈを小さくすると、補強構造１の引張り剛性を増すこと
ができるが、ゴムマトリックス３と補強線条体２とのセ
パレーション等が生じやすくなり、耐久性が低下する。
このため、ラジアルタイヤのベルト層における層間ゲー
ジＨの値は、通常は０．６ｍｍ以上であり、補強線条体
２が直径０．８ｍｍ以上であるような太径であるとき
は、径の０．７５倍を越える値であるのが一般的であ
る。

【０００６】近年、省資源、省エネルギーあるいは環境
保護の観点から、ラジアルタイヤの軽量化を図るべく、
軽量なベルト層補強構造が要求されており、スチールコ
ード等の補強線条体の高強度化が図られているが、従来
においては次のような問題があった。

【０００７】すなわち、より強度の高い補強線条体を用
いるときは、単位幅当たりのプライ破断強力を所定の値
とするために必要な補強線条体の量を減少させることが
できるが、その反面、引張り剛性が低下する。このた
め、このような補強線条体をベルト層に埋設したラジア
ルタイヤは、使用時のベルト層の変形量が大きく、耐摩
耗性の低下、転がり抵抗の増大、操縦安定性の悪化等の
問題が生じやすくなる。この引張り剛性の低下を防止す
るために層間ゲージＨを小さくすると、ゴムマトリック
スと補強線条体とのセパレーション等が生じやすくな
り、ラジアルタイヤの耐久性を十分に確保することが困
難となる。このようなセパレーションは、外力がかかっ
た際に生じる歪みが最も大きくなる部位であるベルト層
の幅方向端部において特に生じやすい。このため、従来
においては、高強度のスチールコード等の補強線条体を
用いることによる軽量化の要請と、ラジアルタイヤの耐
久性の向上の要請とをともに十分に満足させることが困
難な状況にあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑み、なされたものであり、本発明の目的
は、引張り剛性と耐久性とがともに十分なゴム物品補強
構造を提供し、これをラジアルタイヤのベルト層補強構
造等に用いることにより、軽量かつ高性能のラジアルタ
イヤの実現を可能にすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ゴム物品
補強構造について種々検討を重ねた結果、プライ積層補
強構造において、層内ゲージＳと層間ゲージＨとが特定
の関係を満たしたときに、外力が加わった際に補強構造
端部のゴムマトリックスに生じる歪みが最小となり、耐
久性が向上すること、および層内ゲージＳと層間ゲージ
Ｈとが特定の関係を満たしたときに、層間ゲージＨを減
少させても十分な耐久性が確保され、引張り剛性と耐久
性とをともに十分なレベルにまで向上させることができ
ることを見出し、本発明を完成するに到ったものであ
る。

【００１０】本発明のゴム物品補強構造は、補強線条体
をゴムマトリックス中に並列に配置してなるプライの少
なくとも２つを、相互に隣接するプライの補強線条体が
これらのプライ間のゴムマトリックスを挟んで立体的に
交差するように積層してなるゴム物品補強構造であっ
て、相互に隣接する２つのプライにおいて、これらのプ
ライの積層方向に隣接する補強線条体間の距離Ｈと各プ
ライの並列方向に隣接する補強線条体間の距離Ｓとが、
下記式（１）の関係を満足することを特徴とするもので
ある。 式（１） ０．７５≦（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）≦１ 式中、Ｄｈは、補強線条体の積層方向の径を表し、Ｄｓ
は、補強線条体の並列方向の径を表す。

【００１１】また、補強線条体としては、その断面形状
が偏平であり、並列方向の径Ｄｓが積層方向の径Ｄｈよ
りも大きいものを使用することが好ましい。

【００１２】また、補強線条体が複数の鋼素線からなる
スチールコードであり、かつ積層方向に隣接する補強線
条体間の距離Ｈが、補強線条体の積層方向の径Ｄｈが
０．８ｍｍ以下のときは下記式（２）を満足し、補強線
条体の積層方向の径Ｄｈが０．８ｍｍを越えるときは下
記式（３）の関係を満足することが好ましい。 式（２） ０．１ｍｍ≦Ｈ＜０．６ｍｍ 式（３） ０．１ｍｍ≦Ｈ≦０．７５Ｄｈ

【００１３】また、補強線条体が直径０．５ｍｍ以下の
鋼単線であり、かつ積層方向に隣接する補強線条体間の
距離Ｈが下記式（４）の関係を満足することが好まし
い。 式（４） ０．１ｍｍ≦Ｈ＜０．６ｍｍ

【００１４】また、鋼素線または鋼単線の引張り強さが
３４０ｋｇ／ｍｍ² 以上であることが好ましい。

【００１５】また、本発明のゴム物品補強構造は、ラジ
アルタイヤのベルト層に好適に用いることができる。

【００１６】本発明の空気入りラジアルタイヤは、１対
のビード部と、このビード部間でトロイド状に延びるラ
ジアル配列コードを含むカーカスと、このカーカスのク
ラウン部を箍締めするベルト層を備える空気入りラジア
ルタイヤにおいて、前記ベルト層が本発明のゴム物品補
強構造を含むことを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【００１８】以下、図１から図３を参照しながら、本発
明のゴム物品補強構造を説明する。プライ積層補強構造
１は、ゴムマトリックス３と、その中に埋設されたスチ
ールコード等の補強線条体２とから構成されている。補
強線条体２は、一対のプライ１ａおよび１ｂにおいてそ
れぞれほぼ一平面に沿って並列に配置されており、これ
らのプライ１ａおよび１ｂは、その間にゴムマトリック
ス３を挟んで積層されている。プライ１ａにおける補強
線条体２の軸線の方向と、プライ１ｂにおける補強線条
体２の軸線の方向は、異なっており、プライ１ａおよび
１ｂにおける各補強線条体２は、ゴムマトリックス３を
挟んで互いに立体的に交差するように配置されている。
なお、Ｄｈは補強線条体２の積層方向の径を表し、Ｄｓ
は補強線条体２の並列方向の径を表す。

【００１９】本発明においては、プライ１ａおよび１ｂ
において、層内ゲージＳと層間ゲージＨの値は、下記式
（１）の関係を満足するように設定する。 式（１） ０．７５≦（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）≦１ このように層内ゲージＳと層間ゲージＨの値が上記式
（１）の関係を満足することにより、耐セパレーション
性に優れ、耐久性の高いゴム物品補強構造が得られる。

【００２０】本発明のゴム物品補強構造において、層内
ゲージＳと層間ゲージＨの値を、上記式（１）の関係を
満足するように設定するのは、図４に示すように、図１
に示すようなゴム物品補強構造に引張り力を加えた際に
補強層端部のゴムマトリックスに生じる最大歪みは、
（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）との間に一定の関係がある
ことを見出したからである。すなわち、補強層端部のゴ
ムマトリックスに生じる最大歪みは、（Ｓ／Ｄｓ）／
（Ｈ／Ｄｈ）の値が約０．８３のときに最小となり、
（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）の値が１を越えると急激に
増加するので、（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）の値の上限
を１とすれば、耐久性は十分に確保される。一方、（Ｓ
／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）の値が約０．８３から減少する
と、補強層端部のゴムマトリックスに生じる最大歪みが
漸増するので、（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）の値の下限
を０．７５とすれば、耐久性は十分に確保される。

【００２１】このように（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）の
値を０．７５から１の範囲内に設定することにより、ゴ
ム物品補強構造における補強層端部のゴムマトリックス
の最大歪みを小さく抑制することができるが、このよう
な本発明の効果は、基本的には、相互に隣接する各プラ
イの補強線条体の交差角度および補強線条体の材質に依
存することなく得られるものである。

【００２２】また、本発明のゴム物品補強構造において
は、補強線条体の断面形状が偏平であり、並列方向の径
Ｄｓが積層方向の径Ｄｈよりも大きいことが好ましい。
このような構造とすることにより、高い引張り剛性を得
るべく層間ゲージＨを小さく設定するときでも、耐久性
を確保するために層内ゲージＳを上記式（１）を満足す
る関係に設定することが容易となり、さらに、補強線条
体の偏平な面の間にゴムマトリックスが挟まれるため、
ゴムマトリックス内の歪みの分布がより均一となり、耐
久性がさらに向上する。例えば、図５に示すような断面
形状がほぼ楕円形のスチールコード、図６に示すような
断面形状がほぼ長方形のスチールコード、図７に示すよ
うな断面形状がほぼトラック形状のスチールコード等を
用いることができ、これらのスチールコードは、その長
径方向がプライ中の並列方向に平行となるように配置す
ることが好ましい。

【００２３】また、本発明のゴム物品補強構造において
は、補強線条体として複数の鋼素線からなるスチールコ
ードを用いることができ，その場合には、積層方向に隣
接する補強線条体間の距離（層間ゲージ）Ｈが、補強線
条体の積層方向の径Ｄｈが０．８ｍｍ以下のときは下記
式（２）を満足し、補強線条体の積層方向の径Ｄｈが
０．８ｍｍを越えるときは下記式（３）の関係を満足す
ることが好ましい。 式（２） ０．１ｍｍ≦Ｈ＜０．６ｍｍ 式（３） ０．１ｍｍ≦Ｈ≦０．７５Ｄｈ

【００２４】さらに、補強線条体として積層方向の径Ｄ
ｈが１．０ｍｍ以下のスチールコードを用いるときは、
層間ゲージＨは、 ０．２ｍｍ≦Ｈ＜０．５ｍｍ とするのが好ましく、また、補強線条体として積層方向
の径Ｄｈが１．０ｍｍを越えるスチールコードを用いる
ときは、層間ゲージＨは、 ０．２ｍｍ≦Ｈ＜０．５Ｄｈ とするのが好ましい。

【００２５】また、本発明のゴム物品補強構造において
は、ゴム物品としての柔軟性を十分に保持するため、補
強線条体として直径０．５ｍｍ以下の鋼単線を用いるこ
とが好ましく、その場合には、積層方向に隣接する補強
線条体間の距離（層間ゲージ）Ｈが下記式（４）の関係
を満足することが好ましい。 式（４） ０．１ｍｍ≦Ｈ＜０．６ｍｍ さらに、直径０．４ｍｍ以下の鋼単線を用いることがよ
り好ましく、その場合には、層間ゲージＨは、 ０．２ｍｍ≦Ｈ＜０．５ｍｍ とするのが好ましい。

【００２６】層間ゲージＨの下限を０．１ｍｍ以上とす
ることにより、ゴムマトリックスの歪みを小さくして、
ゴムマトリックスの破壊を生じにくくすることができ
る。この効果をさらに高めるためには，層間ゲージＨの
下限を０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。

【００２７】このように補強線条体として剛性の高いス
チールコードを用い、層間ゲージＨと積層方向の径Ｄｈ
とを上記のように特定の関係に設定することにより、ま
たは、補強線条体として剛性の高い鋼単線を用い、その
直径と層間ゲージＨとを上記のように特定の関係に設定
することにより、引張り剛性と耐久性の優れたゴム物品
補強構造が得られ、特に、ラジアルタイヤのベルト層補
強構造等の高い引張り剛性と耐久性が要求される用途に
おいても好適に用いることができる。このような優れた
効果が得られるのは、本発明のゴム物品補強構造におい
ては、上記式（１）の関係を満足するように層間ゲージ
Ｈの値を決定するので、同一の量の補強線条体を用いた
従来の補強構造に比較して、十分な耐久性を保持しなが
ら高い引張り剛性を得ることができるからである。

【００２８】また、本発明のゴム物品補強構造において
は、スチールコードを構成する鋼素線または鋼単線の引
張り強さが３４０ｋｇ／ｍｍ² 以上であることが好まし
い。このように引張り強さの高い鋼素線からなるスチー
ルコードまたは引張り強さの高い鋼単線を用いるときに
は、より少ない量の補強線条体で、しかも十分な耐久性
を保持しつつ、必要なプライの破断強力と引張り剛性と
を得ることができる。

【００２９】本発明のゴム物品補強構造は、以上のよう
な特性を有するものであるため、ラジアルタイヤのベル
ト層に好適に用いることができ、軽量かつ高性能のラジ
アルタイヤを実現することができる。

【００３０】次に、本発明の空気入りラジアルタイヤに
ついて説明する。図８は、本発明の空気入りラジアルタ
イヤの断面図である。本発明の空気入りラジアルタイヤ
は、１対のビード部２１と、このビード部２１間でトロ
イド状に延びるラジアル配列コードを含むカーカス２２
と、このカーカス２２のクラウン部を箍締めするベルト
層２３を備える空気入りラジアルタイヤであり、ベルト
層２３の補強構造中に本発明のゴム物品補強構造が含ま
れている。ベルト層２３は、少なくとも２層のプライ２
３ａおよび２３ｂからなる交錯層を有しており、この交
錯層における層間ゲージＨおよび層内ゲージＳは、前記
式（１）の関係を満足する。この式（１）を満足する関
係は、交錯層の全幅にわたって維持されていることは必
ずしも必要ではなく、側端部２４に優先的に生じるセパ
レーションを防止するために、側端部２４における層内
ゲージＨは、前記式（１）に制限されることなく、中央
部よりも大きく設定してもよい。この場合は、側端部２
４においては前記式（１）を満足しないことになるが、
全幅の３分の２以上の幅にわたる中央部が前記式（１）
の関係を満足することが好ましい。ベルト層２３は、３
層以上のプライを有していてもよく、この場合は、少な
くとも２つ（１組）の相互に隣接するプライにおいて、
好ましくは３つ（２組）以上の相互に隣接するプライに
おいて、前記式（１）の関係を満足するようにスチール
コード等の補強線条体を配置する。

【００３１】本発明において、特に好ましい空気入りラ
ジアルタイヤは、ベルト層２３に用いる本発明のゴム物
品補強構造を構成する補強線条体２がスチールコードま
たは鋼単線であり、交錯層において相互に隣接する少な
くとも２つ（１組）のプライの層間ゲージＨが、前記式
（２）、式（３）および式（４）の関係を満足すること
が好ましい。また、補強線条体として積層方向の径Ｄｈ
が１．０ｍｍ以下のスチールコードを用いるときは、層
間ゲージＨは、０．２ｍｍ≦Ｈ＜０．５ｍｍとするのが
好ましい。また、補強線条体として積層方向の径Ｄｈが
１．０ｍｍを越えるスチールコードを用いるときは、層
間ゲージＨは、０．２ｍｍ≦Ｈ＜０．５Ｄｈとするのが
好ましい。また、鋼単線を用いるときは、直径０．４ｍ
ｍ以下のものを用い、層間ゲージＨは、０．２ｍｍ≦Ｈ
＜０．５ｍｍとするのが好ましい。

【００３２】このような構造とすることにより、ベルト
層２３の引張り剛性を従来よりも高くすることができ、
耐摩耗性、転がり抵抗、操縦安定性等に優れたラジアル
タイヤを得ることができる。また、必要なベルト層２３
の引張り剛性を得るために要する補強線条体２の量を従
来よりも減少することができ、軽量かつ高性能なラジア
ルタイヤとすることができる。

【００３３】補強線条体２の量を従来よりも減少させる
ためには、強度の高い補強線条体を使用し、１層のプラ
イ当たりの補強線条体使用量を減少させる手段、ベルト
層２３が３層以上の交錯層を含む場合には、少なくとも
１層のプライにおける補強線条体使用量を減少させる
か、プライの層数を減少させる手段、ベルト層２３が周
回層等の付加的層を含む場合には、付加的層における補
強線条体使用量を減少させるか、付加的層を省略する手
段等をとることができる。

【００３４】本発明のゴム物品補強構造は、例えば、次
のような方法により製造することができる。すなわち、
所定の間隔で並列した補強線条体を、所定の厚さの未加
硫ゴムシート（コーティングゴム）で挟んで複合層と
し、隣接する複合層中の補強線条体が所定の角度をなす
ように厚さ方向に少なくとも２層積層し、これをグリー
ンタイヤ等の未加硫ゴム物品の所定の部位に配置して加
硫する。本発明のゴム物品補強構造および空気入りラジ
アルタイヤの実施に当たっては、完成したタイヤ等のゴ
ム物品における層内ゲージＳおよび層間ゲージＨを所定
の値とすることが重要であるが、層内ゲージＳは複合層
を形成するために並列した補強線条体の間隔により調整
することができ、層間ゲージＨはコーティングゴムの厚
さにより調整することができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明のゴム物品補強構造をラジアル
タイヤのベルト層に使用する場合の実施例について説明
する。

【００３６】実施例１ この実施例は、サイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラ
ジアルタイヤのベルト層補強構造として適用したもので
ある。図９は、その構成例を示し、ベルト層２３は、タ
イヤの半径方向（図９において上下方向）に積層した２
層のプライ２３ａおよび２３ｂからなるプライ積層補強
構造であり、補強線条体の軸線のタイヤ赤道方向に対す
る傾斜角度は、半径方向内側のプライ２３ｂにおいては
＋２０度、外側のプライ２３ａにおいては−２０度とし
た。ここで、傾斜角度は、時計回りを＋、反時計回りを
−とした。表１に示す条件に従って、図９に示すプライ
積層補強構造をそれぞれ作製し、実施例１−１から１−
５および比較例１−１から１−３のラジアルタイヤを得
た。

【００３７】

【表１】

【００３８】層間ゲージＨは、タイヤ製造時におけるコ
ーティングゴムの厚さを調整することにより所定の値と
した。また、層内ゲージＳは、コーティングゴムに挟ん
で複合層とする際に、並列した補強線条体の間隔を調整
して所定の値とした。また、補強線条体としては、実施
例１−５において鋼単線を用いたほかは、すべて単撚り
スチールコードを使用し、所定の層内ゲージＳのもとで
同等のプライ幅当たり破断強力とすべく、スチールコー
ドを構成する鋼素線本数と鋼素線直径を調整した。ま
た、補強線条体をゴムに接着するため、鋼単線およびス
チールコードの鋼素線として、黄銅めっき高炭素鋼線を
用いた。

【００３９】表１において、比較例１−１は、（Ｓ／Ｄ
ｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）の値が１を越えるものであって、前
記式（１）を満足する関係にないものである。

【００４０】実施例１−１は、比較例１−１において層
間ゲージＨを変えないで、層内ゲージＳを変えて、前記
式（１）の関係を満足するようにしたものである。この
実施例１−１において、プライ単位幅当たりの破断強力
およびスチールコード使用重量は、比較例１−１と同等
である。

【００４１】実施例１−２は、比較例１−１においてベ
ルト層の引張り剛性を増加させるべく、層間ゲージＨを
減少させ、同時に層内ゲージＳを調整して、前記式
（１）の関係を満足するようにしたものである。この実
施例１−２において、プライ単位幅当たりの破断強力お
よびスチールコード使用重量は、比較例１−１と同等で
ある。

【００４２】実施例１−３は、比較例１−１においてベ
ルト層の引張り剛性をさらに増加させるべく、層間ゲー
ジＨを実施例１−２よりもさらに減少させ、同時に図５
に示すような断面形状がほぼ楕円形のスチールコードを
用い、層内ゲージＳを調整して、前記式（１）の関係を
満足するようにしたものである。この実施例１−３にお
いて、プライ単位幅当たりの破断強力およびスチールコ
ード使用重量は、比較例１−１と同等である。

【００４３】実施例１−４は、比較例１−１においてベ
ルト層の軽量化を図り、高強力スチールコードを使用
し、引張り剛性の低下を防止すべく層間ゲージＨを減少
させ、同時に層内ゲージＳを調整して、前記式（１）の
関係を満足するようにしたものである。この実施例１−
４においては、高強力スチールコードを使用することに
より、比較例１−１よりも少ないスチールコード使用量
で、比較例１−１と同等のプライ単位幅当たりの破断強
力としている。

【００４４】実施例１−５は、補強線条体として鋼単線
を用いたものであり、高強力鋼単線を使用し、比較例１
−１よりも少ない補強線条体使用量で、比較例１−１と
同等のプライ単位幅当たりの破断強力としている。

【００４５】比較例１−２は、比較例１−１においてベ
ルト層の引張り剛性を増加させるべく、層間ゲージＨを
減少させたものであるが、層内ゲージＳが比較例１−１
と同じであり、前記式（１）を満足する関係にないもの
である。この比較例１−２において、プライ単位幅当た
りの破断強力およびスチールコード使用重量は、比較例
１−１と同等である。

【００４６】比較例１−３は、比較例１−１においてベ
ルト層の軽量化を図り、実施例１−４と同じ高強力スチ
ールコードを使用したものであるが、製造時のコーティ
ングゴムの厚さを比較例１−１と同等にし、層間ゲージ
Ｈの調整を行っていないものである。層内ゲージＳは、
実施例１−４と同等であるが、層内ゲージＳと層間ゲー
ジＨは、前記式（１）を満足する関係にないものであ
る。この比較例１−３において、プライ単位幅当たりの
破断強力は、比較例１−１と同等であり、スチールコー
ド使用重量は、実施例１−４と同等である。

【００４７】これらの実施例１−１〜１−５および比較
例１−１〜１−３で得られたラジアルタイヤの性能を確
認するため、以下のような試験を行った。なお、所定内
圧は２．０ｋｇ／ｃｍ² 、所定荷重は４００ｋｇとし
た。

【００４８】（１）ベルト層引張り剛性試験 ラジアルタイヤのクラウンセンター部のベルト層から、
幅５０ｍｍ、長さ４００ｍｍのサンプルを切り出した。
このサンプルを、引張り試験機に取り付け、タイヤ赤道
方向に相当する方向に１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張
り、荷重と伸びとの関係から引張り剛性を求めた。

【００４９】（２）操縦安定性試験 フラットベルト式コーナリング特性試験機を用いたコー
ナリングフォースの測定により、操縦安定性を評価し
た。コーナリングフォースの測定は、リムに装着したラ
ジアルタイヤに空気を充填して内圧を所定の値とし、所
定荷重のもとで、速度５０ｋｍ／ｈｒ、スリップ角±２
度の条件で行った。

【００５０】（３）転がり抵抗試験 外径１７８０ｍｍのドラム試験機上に内圧を所定の値と
したラジアルタイヤを設置し、８０ｋｍ／ｈｒで３０分
間予備走行して内圧を所定の値に再調整し、２００ｋｍ
／ｈｒまで速度を上昇させた後に惰行させ、１８５ｋｍ
／ｈｒから２０ｋｍ／ｈｒまで速度が低下するのに要し
た時間を測定し、転がり抵抗の指標とした。

【００５１】（４）耐摩耗性試験 ラジアルタイヤを車両に装着して完全摩耗に近い状態と
なるまで実地走行を行い、摩耗深さ１ｍｍ当たりの走行
距離を求め、耐摩耗性の指標とした。

【００５２】（５）耐セパレーション性試験 外径１７８０ｍｍのドラム試験機上に内圧を所定の値と
したラジアルタイヤを設置し、３．５度のスリップ角を
断続的にかけながら１２時間走行させ、ベルト層端部に
生じた亀裂の長さを比較した。上記の試験の結果を表２
に示す。結果は、比較例１を１００とした指数で示して
おり、各試験結果とも、指数の値が大きいほど良好であ
ることを示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２に示すように、実施例１−１、１−２
および１−３のラジアルタイヤのスチールコード使用量
は、比較例１−１と同等であるが、ベルト層引張り剛性
は、比較例１−１のラジアルタイヤに比較して高く、操
縦安定性試験、転がり抵抗試験および耐摩耗性試験のい
ずれにおいても、比較例１−１のラジアルタイヤよりも
良好な結果を示した。しかも、層間ゲージＨおよび層内
ゲージＳが前記式（１）の関係を満足するため、比較例
１−１に対し優れた耐セパレーション性を示した。特
に、層間ゲージＨを狭くし、同時にスチールコードを偏
平化することにより層内ゲージＳを前記式（１）の関係
を満足するように調整した実施例１−３においては、ベ
ルト層引張り剛性と耐セパレーション性をきわめて高い
レベルで両立することができた。これらの実施例１−１
〜１−３に比較して、層間ゲージＨのみを比較例１−１
に対し減少させた比較例１−２においては、ベルト層引
張り剛性は高くなったものの、耐セパレーション性は著
しく低下した。また、実施例１−４においては、高強度
スチールコードを用いてスチールコード使用量を減少さ
せたにもかかわらず、比較例１−１と比較して同等以上
のベルト層引張り剛性と耐セパレーション性を保持して
おり、軽量かつ高性能、高耐久性のラジアルタイヤを得
ることができた。これに対し、比較例１−３において
は、実施例１−１と同じ高強度スチールコードを同じ量
だけ用いているが、層間ゲージＨの調整を行っていない
ために、ベルト層引張り剛性が比較例１−１に比較して
低く、かつ層間ゲージＨと層内ゲージＳが前記式（１）
を満足する関係にないため、耐セパレーション性も著し
く劣る。また、実施例１−５のように補強線条体として
鋼単線を用いた場合でも、層間ゲージＨと層内ゲージＳ
を前記式（１）の関係を満足するように調整することに
より、高性能かつ高耐久性のラジアルタイヤを得ること
ができた。

【００５５】実施例２ この実施例は、トラック・バス用ラジアルタイヤのベル
ト層補強構造として適用したものである。図８は、その
構成例を示し、ベルト層補強構造は、４層のプライ２３
ａ、２３ｂ、２３ｃおよび２３ｄからなり、プライ２３
ａおよび２３ｂの端部２４以外の部分に本発明のゴム物
品補強構造を適用したものである。補強線条体の軸線の
タイヤ赤道方向に対する傾斜角度は、プライ２３ａにお
いては＋２０度、プライ２３ｂにおいては−２０度とし
た。ここで、傾斜角度は、時計回りを＋、反時計回りを
−とした。表３に示す条件に従って、図８に示すプライ
積層補強構造をそれぞれ作製し、実施例２−１から２−
４および比較例２−１から２−２のラジアルタイヤを得
た。

【００５６】

【表３】

【００５７】層間ゲージＨおよび層内ゲージＳは、タイ
ヤ製造時に実施例１と同様の方法により調整し、所定の
値とした。また、補強線条体としては、すべてコア＋シ
ース構造のスチールコードを使用し、所定の層内ゲージ
Ｓのもとで同等のプライ幅当たり破断強力とすべく、ス
チールコードを構成する鋼素線本数と鋼素線直径を調整
した。また、補強線条体をゴムに接着するため、スチー
ルコードの鋼素線として、黄銅めっき高炭素鋼線を用い
た。

【００５８】表３において、比較例２−１および実施例
２−１〜２−３のラジアルタイヤのサイズは、１１Ｒ２
２．５である。比較例２−１は、（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／
Ｄｈ）の値が１を越えるものであって、前記式（１）を
満足する関係にないものである。

【００５９】実施例２−１は、比較例２−１においてベ
ルト層の引張り剛性を増加させるべく、層間ゲージＨを
減少させ、同時に層内ゲージＳを調整して、前記式
（１）の関係を満足するようにしたものである。この実
施例２−１において、プライ単位幅当たりの破断強力
は、比較例２−１と同等である。

【００６０】実施例２−２は、比較例２−１においてベ
ルト層の引張り剛性をさらに増加させるべく、層間ゲー
ジＨを実施例２−１よりもさらに減少させ、同時に図６
に示すような断面形状が四角形のスチールコードを用
い、層内ゲージＳを調整して、前記式（１）の関係を満
足するようにしたものである。この実施例２−２におい
て、プライ単位幅当たりの破断強力は、比較例２−１と
同等である。

【００６１】実施例２−３は、比較例２−１においてベ
ルト層の軽量化を図り、高強力スチールコードを使用
し、引張り剛性の低下を防止すべく層間ゲージＨを減少
させ、同時に層内ゲージＳを調整して、前記式（１）の
関係を満足するようにしたものである。この実施例２−
３においては、高強力スチールコードを使用することに
より、比較例２−１よりも大幅に少ないスチールコード
使用量で、比較例２−１と同等のプライ単位幅当たりの
破断強力としている。

【００６２】また、表３において、比較例２−２および
実施例２−４のラジアルタイヤのサイズは、１０．００
Ｒ２０である。比較例２−２は、（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／
Ｄｈ）の値が１を越えるものであって、前記式（１）を
満足する関係にないものである。

【００６３】これに対し、実施例２−４は、比較例２−
２においてベルト層の引張り剛性を増加させるべく、層
間ゲージＨを減少させ、同時に図７に示すような断面形
状がトラック形のスチールコードを用い、層内ゲージＳ
を調整して、前記式（１）の関係を満足するようにした
ものである。この実施例２−４において、プライ単位幅
当たりの破断強力は、比較例２−２と同等である。

【００６４】これらの実施例２−１〜２−４および比較
例２−１〜２−２で得られたラジアルタイヤの性能を確
認するため、実施例１と同様の試験を行った。なお、ベ
ルト層引張り剛性試験は、ラジアルタイヤのクラウンセ
ンター部のベルト層から、プライ２３ａおよび２３ｂが
積層した部分のサンプルを切り出して行った。また、所
定内圧は７．０ｋｇ／ｃｍ² 、所定荷重は２５００ｋｇ
とした。

【００６５】試験の結果を表４に示す。実施例２−１〜
２−３で得られたラジアルタイヤの試験の結果は、比較
例１を１００とした指数で示しており、実施例２−４で
得られたラジアルタイヤの試験の結果は、比較例２−２
を１００とした指数で示している。各試験結果とも、指
数の値が大きいほど良好であることを示す。

【００６６】

【表４】

【００６７】表４に示すように、実施例２−１および２
−２のラジアルタイヤのベルト層引張り剛性は、比較例
２−１のラジアルタイヤに比較して高く、操縦安定性試
験、転がり抵抗試験および耐摩耗性試験のいずれにおい
ても、比較例２−１のラジアルタイヤよりも良好な結果
を示した。しかも、層間ゲージＨおよび層内ゲージＳが
前記式（１）の関係を満足するため、比較例２−１に対
し優れた耐セパレーション性を示した。特に、層間ゲー
ジＨを狭くし、同時に断面が四角形のスチールコードを
用い、層内ゲージＳを前記式（１）の関係を満足するよ
うに調整した実施例２−２においては、ベルト層引張り
剛性と耐セパレーション性をきわめて高いレベルで両立
することができた。また、実施例２−３においては、高
強度スチールコードを用いてスチールコード使用量を大
幅に減少させたにもかかわらず、比較例２−１と比較し
て同等以上のベルト層引張り剛性と耐セパレーション性
を保持しており、軽量かつ高性能、高耐久性のラジアル
タイヤを得ることができた。また、層間ゲージＨを狭く
し、同時に断面がトラック形のスチールコードを用い、
層内ゲージＳを前記式（１）の関係を満足するように調
整した実施例２−４においても、ベルト層引張り剛性と
耐セパレーション性をきわめて高いレベルで両立するこ
とができた。

【００６８】

【発明の効果】本発明のゴム物品補強構造は、引張り剛
性と耐セパレーション性とが高いレベルで両立するもの
である。このため、本発明のゴム物品補強構造をベルト
層補強構造として用いることにより、高性能と高耐久性
とを併せ持つラジアルタイヤを得ることができる。ま
た、少ない補強線条体使用量でも、耐セパレーション性
を損なうことなく引張り剛性を確保することができるた
め、軽量かつ高性能のラジアルタイヤを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プライ積層補強構造の断面図である。

【図２】図１のプライ積層補強構造を構成するプライ１
ａの断面図であり、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面
図である。

【図３】図１のプライ積層補強構造を構成するプライ１
ｂの断面図であり、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面
図である。

【図４】補強層端部のゴムマトリックスに生じる最大歪
みと（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）との関係を表す模式図
である。

【図５】断面が楕円形のスチールコードの例を示す断面
図である。

【図６】断面が長方形のスチールコードの例を示す断面
図である。

【図７】断面がトラック形状のスチールコードの例を示
す断面図である。

【図８】本発明に係る空気入りラジアルタイヤの断面図
である。

【図９】本発明に係る空気入りラジアルタイヤの断面図
である。

【符号の説明】

１ プライ積層補強構造 １ａ プライ １ｂ プライ ２ 補強線条体 ３ ゴムマトリックス ２１ ビード部 ２２ カーカス ２３ ベルト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 9:00 105:08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強線条体をゴムマトリックス中に並列
   に配置してなるプライの少なくとも２つを、相互に隣接
   するプライの補強線条体がこれらのプライ間のゴムマト
   リックスを挟んで立体的に交差するように積層してなる
   ゴム物品補強構造であって、相互に隣接する２つのプラ
   イにおいて、これらのプライの積層方向に隣接する補強
   線条体間の距離Ｈと各プライの並列方向に隣接する補強
   線条体間の距離Ｓとが、下記式（１）の関係を満足する
   ことを特徴とするゴム物品補強構造。 式（１） ０．７５≦（Ｓ／Ｄｓ）／（Ｈ／Ｄｈ）≦１ 式中、Ｄｈは、補強線条体の積層方向の径を表し、Ｄｓ
   は、補強線条体の並列方向の径を表す。
2. 【請求項２】 補強線条体の断面形状が偏平であり、並
   列方向の径Ｄｓが積層方向の径Ｄｈよりも大きい請求項
   １に記載のゴム物品補強構造。
3. 【請求項３】 補強線条体が複数の鋼素線からなるスチ
   ールコードであり、かつ積層方向に隣接する補強線条体
   間の距離Ｈが、補強線条体の積層方向の径Ｄｈが０．８
   ｍｍ以下のときは下記式（２）を満足し、補強線条体の
   積層方向の径Ｄｈが０．８ｍｍを越えるときは下記式
   （３）の関係を満足する請求項１または２に記載のゴム
   物品補強構造。 式（２） ０．１ｍｍ≦Ｈ＜０．６ｍｍ 式（３） ０．１ｍｍ≦Ｈ≦０．７５Ｄｈ
4. 【請求項４】 補強線条体が直径０．５ｍｍ以下の鋼単
   線であり、かつ積層方向に隣接する補強線条体間の距離
   Ｈが下記式（４）の関係を満足する請求項１に記載のゴ
   ム物品補強構造。 式（４） ０．１ｍｍ≦Ｈ＜０．６ｍｍ
5. 【請求項５】 スチールコードを構成する鋼素線または
   鋼単線の引張り強さが３４０ｋｇ／ｍｍ² 以上である請
   求項３または４に記載のゴム物品補強構造。
6. 【請求項６】 ゴム物品がラジアルタイヤのベルト層で
   ある請求項１から５までのいずれか１項に記載のゴム物
   品補強構造。
7. 【請求項７】 １対のビード部と、このビード部間でト
   ロイド状に延びるラジアル配列コードを含むカーカス
   と、このカーカスのクラウン部を箍締めするベルト層を
   備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層
   が請求項１から６までのいずれか１項に記載のゴム物品
   補強構造を含むことを特徴とする空気入りラジアルタイ
   ヤ。